《大学毕业论文-—等精度数字频率计设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学毕业论文-—等精度数字频率计设计.doc（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕 业 设 计（论 文）题目：等精度数字频率计的设计Title: Equal Precision Frequency MeterPlan毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于
2、收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名
3、： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要 频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一。频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度，所以测频率方法的研究越来越受到重视。本课题的等精度数字频率计设计，采用当今电子设计领域流行的E
4、DA技术，以CPLD为核心，配合AT89C51单片机，采用多周期同步测频原理，实现了0.1Hz-50MHz信号频率的等精度频率测量，此外，该系统还可以测方波信号宽度及高、低电平的占空比。基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低，在实用中有很大的局限性，而等精度频率计不但有较高的测量精度，而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。运用等精度测量原理，结合单片机技术设计了一种数字频率计，由于采用了屏蔽驱动电路及数字均值滤波等技术措施，因而能在较宽定的频率范围和幅度范围内对频率，周期，脉宽，占空比等参数进行测量，并可通过调整闸门时间预置测量精度。选取的这种综合测量法作为数字频率
5、计的测量算法，提出了基于CPLD 的数字频率计的设计方案。给出了该设计方案的实际测量效果，证明该设计方案切实可行，能达到较高的频率测量精度。 设计中用一块复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)芯片EPM7128SLC84-15完成各种时序逻辑控制、计数功能。在Quartus II平台上，用VHDL语言编程完成了CPLD的软件设计、编译、调试、仿真和下载。用AT89C51单片机作为系统的主控部件，实现整个电路的测试信号控制、数据运算处理、键盘扫描和控制数码管的显示输出。系统将单片机AT89C51的控制灵活性及CPLD芯片的现场可编程性相结
6、合，不但大大缩短了开发研制周期，而且使本系统具有结构紧凑、体积小，可靠性高，测频范围宽、精度高等优点。关键词 等精度测量； 单片机； 频率计； 闸门时间ABSTRACT In the field of electronic measurement, the frequency checking is one of mostfundamental and critically important measuring methods. Because frequency signal, whichis easily transported, has strong resistance to the
7、 disturbance and can be measured withhigh precision, research on the method by measuring frequency have more and moresignificance in the real application.Along with is measured based on the traditional frequency measurement principle frequency meter measuring accuracy the signalling frequency the dr
8、op but to reduce, in is practical has the very big limitation, but and so on the precision frequency meter not only has teaches the high measuring accuracy, moreover maintains the constant test precision in the entire frequency measurement region. Using and so on the precision survey principle, unif
9、ied the monolithic integrated circuit technical design one kind of numeral frequency meter, because has used the shield actuation electric circuit and technical measure and so on digital average value filter, thus could in compared in the frequency range and the scope scope which the width decided t
10、o the frequency, the cycle, the pulse width, occupied parameter and so on spatial ratio carries on the survey, and might through the adjustment strobe time initialization measuring accuracy. Selection this kind of synthesis measured the mensuration took the digital frequency meter the survey algorit
11、hm, proposed based on the CPLD digital frequency meter design proposal. Has produced this design proposal actual survey effect, proved this design proposal is practical and feasible, can achieve the high frequency measurement precision. During the design, a chip EPM7128SLC84_1 S in CPLD fulfills tim
12、ing logic control and count function. Under the flat of Quartus II，through VHDL language CPLD software design compilation debug, simulation and download can be carried out. By use of the AT89C51 single chip computer as the main controlling parts, the AT89C51 realizes test signal control keyboard sca
13、n and output display of LED. The system combines the control flexibility of AT89C51 with programmable performance of CPLD，so not only can it shorten the period of the development and research，but also has the advantages of compact structure little volume high reliability wide scope and high precisio
14、n.Keywords： Precision survey; monolithic integrated circuit; frequency meter, strobe tim东华理工大学毕业设计（论文） 目录1目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1背景11.2研究内容及相关技术11.3测量原理2第二章 总体设计思路32.1多周期同步测量方法32.2等精度测量原理32.3设计要求6第三章 硬件电路设计63.1系统顶层电路设计63.2设计总体思路及原理73.2.1 CPLD的结构与功能介绍73.3 等精度数字频率计项目设计方案73.3.1等精度数字频率计的设计73.3.2等精度
15、数字频率计主要由以下几个部分组成83.3.3系统的基本工作方式如下93.3.4 CPLD/FPGA测频专用模块的VHDL程序设计93.4单片机主控模块153.4.1 AT89C51单片机性能153.4.2单片机控制电路173.5输入信号整形模块193.6外围电路设计193.6.1键盘接口电路193.6.2显示电路203.6.3电源模块213.6.4其它电路21第四章 软件部分224.1 Quartus II概述224.2 Quartus II使用VHDL实现系统功能的全过程234.2.1电子系统的设计方法234.2.2“自顶向下”与“自底向上”的设计方法244.2.3 VHDL语言简介254.2.4本系统CPLD模块的顶层设计263.4单片
